Producción en Continuo & Espectroscopía Raman

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Por: Felipe Magaña Rodríguez

Life Science Industry Manager en Endress+Hauser México

La economía globalizada en la que nos encontramos nos obliga a ser más competitivos día a día y ofrecer productos de mejor calidad a menor costo sin generar grandes cantidades de inventarios, por lo que, reducir tiempos de producción, optimizar consumo de materia prima y eliminar mermas del proceso es cada día más importante. La producción en continuo ofrece procesos con un mínimo de tiempo muerto, generación mínima de mermas y nula creación de inventario, por lo que migrar a procesos productivos en continuo garantizan la permanencia de los productos en el mercado.

Procesos productivos

Un proceso productivo son todas aquellas actividades u operaciones encaminadas en transformar la materia prima en un producto, bien o servicio para su posterior comercialización, considerando las características del producto final, se diseñan y planifican las actividades a realizar. De acuerdo con el tipo de operación del proceso, se puede clasificar en producción por lote y Producción en continuo.

  • Producción por Lote: Se caracteriza porque toda la materia prima se adiciona al inicio y no se obtiene producto hasta trascurrido un determinado tiempo. Este tipo de proceso va en contra de toda la filosofía Lean Manufacturing, pues genera grandes cantidades de inventario de materia prima, producto intermedio y productos finales. Este tipo de procesos tienen la necesidad de producir grandes cantidades de producto para abaratar los costos de producción, sin embargo, esto origina equipos, tanques y tuberías de gran tamaño.
  • Producción en continuo: Su principal virtud es que todo el material se encuentra en movimiento e inmerso en alguna parte del proceso, de forma continua se encuentra ingresando materia prima al proceso, así como obteniendo producto terminado del mismo. Los procesos en continuo trabajan las 24 horas del día, los 7 días de la semana con paros programados para limpieza y/o mantenimiento. Dependiendo del proceso, los paros se programan de forma mensual, semestral y/o anual. 

Uno de los retos que tiene la producción en continuo es el control y monitoreo, esto debido a que las tecnologías que actualmente se utilizan para el monitoreo de variables considera la toma de muestras y su posterior análisis en un laboratorio. El cuantificar una variable en laboratorio conlleva la preparación de la muestra, el análisis fisicoquímico de las variables por medio de un método analítico y la interpretación de los datos, este proceso puede tardar horas y/o días dependiendo la carga de trabajo del laboratorio de análisis y lo laborioso del método de cuantificación. El no tener la magnitud de las variables al momento puede generar productos fuera de especificaciones y con esto mermas y pérdidas en el negocio, por lo que varios procesos continúan siendo por lote y no en continuo.  

Tecnología de Espectroscopía Raman 

La Espectroscopia Raman es una técnica fotónica de alta resolución que proporciona en pocos segundos información química y estructural de casi cualquier material ya sea compuesto orgánico o inorgánico permitiendo así su identificación y cuantificación. De esta manera, la tecnología Raman es un buen aliado para migrar los procesos de producción en lote a un proceso de producción en continuo.

Endress + Hauser pone en el mercado equipos robustos y confiables que ofrecen exactitud y repetibilidad en sus cuantificaciones. Son equipos con mediciones estables y de poco mantenimiento con lo cual será muy sencillo y sobre todo económico el cuantificar variables de proceso en tiempo real con análisis poco invasivos.

En la actualidad, las áreas de aplicación de los equipos de espectroscopia Raman de Endress + Hauser son variadas, algunas industrias en donde se ha implementado la tecnología son alimentarias, Farmacéutica y Biotecnológica. En la industria farmacéutica la tecnología Raman se utiliza tanto en la síntesis química de Ingredientes Farmacéuticamente activos (API por sus siglas en inglés Active Pharmaceutical Ingredient) y en el monitoreo de las fermentaciones con células CHO para obtener proteínas recombinantes. Dentro del downstream del proceso farmacéutico, el equipo Raman se utiliza en el monitoreo de la cristalización, liofilización y deshidratación de fármacos. En procesos de calidad se ha utilizado para analizar el recubrimiento del agente activo, realizar cinéticas de degradación del fármaco y monitoreo de la uniformidad de fármacos en tabletas.

Dentro del catálogo de Endress + Hauser de espectroscopia Raman se presentan los siguientes productos:

Analizador Rama Rnx2

Diseñado para uso en análisis de laboratorio en la identificación rutinaria de muestras, como apoyo en los proyectos de I+D, en las primeras fases del desarrollo y en los ajustes de escalamiento para el análisis en campo. Gracias a su automonitorización, diagnóstico y autocalibración únicos, el analizador Raman Rxn2 garantiza la validez de cada medición. 

Ventajas

  • Mediciones fiables en tiempo real y en campo
  • Software de control intuitivo e integrado mediante pantalla táctil o interfaz remota
  • Equipo multicanal con capacidad de análisis de cuatro puntos de muestreo simultáneos 
  • Otorga información multivariable de propiedades físicas y químicas de la muestra de forma instantánea 
  • Apto para zonas con peligro de explosión y/o entornos clasificados
  • Compatible con cGLP/cGMP

Analizador Raman Rxn4

Diseñado para entornos de fabricación o proceso, proporciona alta resolución para el control y medición en tiempo real de variables de proceso. Cuenta con una automonitorización, diagnóstico y autocalibración únicos para garantizar la validez de cada medición. Equipo compacto que puede ajustarse en un bastidor estándar de 19″, por lo que ahorra espacio en el área de producción. 

Ventajas

  • Robusto, fiable y altamente preciso
  • De fácil instalación y mínimo mantenimiento
  • Medición y monitoreo continuo directamente en el proceso por medio de una ramificación incorporada
  • Software de control RunTime Raman intuitivo y completamente integrado mediante pantalla táctil o interfaz remota
  • Compatible con procesos de escalamiento vertical y horizontal y con cGMP/piloto-planta
  • Apto para zonas con peligro de explosión y/o entornos clasificados

Analizador de procesos Raman Rxn5

Es un analizador láser líder en la industria, con tecnología Kaiser Raman. Proporciona mediciones cuantitativas de la composición química mediante espectroscopia Raman. El diseño del Raman Rxn5 incorpora los requisitos del cliente para la capacidad de servicio y la certificación de zonas peligrosas, proporciona un espacio compacto y minimiza el consumo de aplicaciones auxiliares. La alta eficiencia óptica del analizador lo hace ideal para mediciones típicas de muestras en fase gaseosa.

Ventajas

  • Análisis no destructivo de gases, incluidas las diatómicas homonucleares (H2, N2, O2)
  • Compacto, más pequeño que la mayoría de los CG montados en pared
  • Equipo multicanal con capacidad de análisis de cuatro puntos de muestreo simultáneos 
  • Resistente con requisitos mínimos de servicio, sin transporte de muestras y sin consumibles (columnas, válvulas, gases, bombas)
  • Entorno de operación de –20 °C a +50 °C.

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